JP2010070935A - マンホールの突き出し及び浮上の防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】地震時等に発生する地盤の液状化現象などによって起こるマンホールの突き出しや浮上を許容量の範囲内に抑えることができ、かつ、きわめて簡単な構造で大規模の工事を必要とせず、低コストで短時間の施工作業で済み、既設のマンホールにも容易に適用可能であるマンホールの突き出し及び浮上の防止構造を提供する。
【解決手段】マンホール１の突き出し及び浮上の防止構造は、埋設されたマンホール本体３の上部周囲にリング状の支持枠７を間隔を開けて配設し、支持枠７にマンホール蓋９が設置される受枠１０を取付けると共に、マンホール本体３と支持枠７との間隙Ｓにシール材１２を設け、液状化時に発生する地盤２中の水Ｗが、シール材１２を通ってマンホール本体３の内部に流出するように構成され、更にリング状の支持枠７の自重と無収縮コンクリート１３の上載荷重によって突き出しや浮き上がりを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地震時等における地盤の液状化現象などによって、埋設されたマンホール本体が突き出したり浮上したりするのを防止するマンホールの突き出し及び浮上の防止構造に関する。

図３に示すように、従来のマンホール５１は、埋設管路の点検等に使用されるものであり、主として、地盤５２中において立杭状に埋設されるマンホール本体５３と、該マンホール本体５３の上部に取付けられる鉄枠５４と、該鉄枠５４の上部に開閉可能に設置される鉄蓋のマンホール蓋５５とをそれぞれ備えている。このうち、マンホール本体５３は、地盤５２中のマンホール用穴の底部に砕石等の基礎を設け、この基礎の上に底版、管取付壁、直壁、斜壁等を順次積層することによって構成されている。また、鉄枠５４は、その周辺フランジ部分をマンホール本体５３の上部に載置した状態で、複数本のアンカーボルト５６などを用いて締付け固定することにより直接的に取付けられており、マンホール本体５３と一体化している。
そのため、従来のマンホール５１では、地震等によって地盤５２が液状化し、埋設されたマンホール本体５３が浮力などの作用を受けて突き出したり浮上したりすると、マンホール本体５３の下部に取付けられている下水管等が離脱するだけでなく、マンホール本体５３の上部に直接的に取付けられた鉄枠５４及びマンホール蓋５５が路面上に突出してしまい、車両や人の通行の邪魔になるという問題があった。

そこで、従来よりマンホールの地震時等における突き出しや浮上りを防止する手段の一つとして、例えば、特許文献１（特開２００６−１８３４５０号公報）などに開示された技術が提供されている。
特許文献１の技術においては、埋設されたマンホールの周壁に複数の通孔を穿孔し、これら通孔を通じて当該マンホール内から外径方向に打脚材を打設して当該マンホールを地盤側に固定し、地震時等において地盤に液状化現象が発生しても、マンホールが突き出したり浮上したりするのを防止している。

特開２００６−１８３４５０号公報

しかしながら、上述した従来の技術にあっては、現場で作業者が立杭状に埋め込まれた既設のマンホールの内部に入り、該マンホールの周壁に複数の通孔を穿孔した後、該マンホールの内部外径方向に打脚材を打設して当該マンホールを地盤側に固定する必要があるので、装置全体が大掛かりで大規模の工事を必要とし、かつ施工作業が煩雑であり、工事費用が高額となる上、多くの施工時間も要し、長時間にわたり車両や人の通行を止めることになるという問題があった。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、地震時等に発生する地盤の液状化現象などによって起こるマンホールの突き出しや浮上を許容量の範囲内に抑えることができ、かつ、きわめて簡単な構造で大規模の工事を必要とせず、低コストで短時間の施工作業で済み、既設のマンホールにも容易に適用可能であるマンホールの突き出し及び浮上の防止構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、埋設されたマンホール本体の上部周囲にリング状の支持枠を間隔を開けて配設し、該支持枠にマンホール蓋が設置される受枠を取付けると共に、前記マンホール本体と前記支持枠との間隙にシール材を設け、液状化時に発生する地盤中の液体が、前記シール材を通って前記マンホール本体の内部に流出するように構成している。

また、本発明において、前記支持枠の上部及び周囲には、コンクリートが打設されており、液状化時において、前記支持枠の自重と前記打設されたコンクリートの上載荷重が重りとなるように構成されている。

さらに、本発明において、前記受枠は、前記マンホール蓋が設置される受面部と、前記支持枠の上面に固定される取付面部と、これら受面部及び取付面部の間に位置する傾斜面部とによって断面略ハット形状に形成されている。

上述の如く、本発明に係るマンホールの突き出し及び浮上の防止構造は、埋設されたマンホール本体の上部周囲にリング状の支持枠を間隔を開けて配設し、該支持枠にマンホール蓋が設置される受枠を取付けると共に、前記マンホール本体と前記支持枠との間隙にシール材を設け、液状化時に発生する地盤中の液体が、前記シール材を通って前記マンホール本体の内部に流出するように構成しているので、地震時等に地盤の液状化現象などによって発生する液体を円滑にかつ確実にマンホール本体の内部に排出でき、埋設されたマンホール本体、支持枠、受枠及びマンホール蓋が地盤中の液体に起因する浮力などの作用を受けることが少なくなり、マンホールの突き出しや浮き上りを許容量の範囲内に抑え、マンホールの突き出しや浮き上りを防止することができる。
また、本発明の防止構造では、マンホール本体と支持枠及び受枠とが別個独立の構造であるため、地震時等において、仮にマンホール本体の浮き上がりなどが生じても、支持枠、受枠及びマンホール蓋に影響を及ぼさず、許容量の範囲内であれば、支持枠、受枠及びマンホール蓋の突き出しや浮き上がりに繋がることはない。

しかも、本発明に係るマンホールの突き出し及び浮上の防止構造は、マンホール本体の外周に２次製品の支持枠及びシール材を配置し、該支持枠に受枠を取付けると共に、該受枠にマンホール蓋を取付けて設置することにより得られるので、構造が簡単であり、大規模な工事を行う必要がなく、低コストで短時間の施工作業で迅速に行うことができると共に、既設のマンホールにも容易に適用でき、汎用性に優れている。

また、本発明の防止構造では、前記支持枠の上部及び周囲には、コンクリートが打設されており、液状化時において、前記支持枠の自重と前記打設されたコンクリートの上載荷重が重りとなるように構成されているので、仮に地震等により許容量以上の突き出しや浮き上がりが生じた場合でも、支持枠の自重とコンクリートの上載荷重によって突き出しや浮き上がりを抑制することができる。

さらに、本発明の防止構造では、前記受枠は、前記マンホール蓋が設置される受面部と、前記支持枠の上面に固定される取付面部と、これら受面部及び取付面部の間に位置する傾斜面部とによって断面略ハット形状に形成されているので、打設するコンクリートの量を増やし、重りの重量を大きくすることができ、マンホールの突き出しや浮き上がりをより一層抑制することができる。それに加えて、受枠の受面部及びマンホール蓋の路面における露出面積を小さくすることが可能となり、路面上の外観向上を図ることができる。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る突き出し及び浮上の防止構造が適用されるマンホールであって、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその縦断面図である。図２は、受枠及びマンホール蓋を取付ける前の状態にあって、図１のマンホールを構成するマンホール本体、支持枠及びシール材であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその縦断面図である。

本実施形態のマンホール１は、地震時等における地盤の液状化現象などによって、埋設された部分が突き出したり浮上したりするのを防止する構造を有しており、図１及び図２に示すように、地盤２中において立杭状に埋設されるコンクリート製のマンホール本体３を備えている。このマンホール本体３は、埋設管路の点検等に使用すべく、例えば、円筒状のプレキャストコンクリートブロックである１個または複数個の胴部ブロック４を積み上げると共に、該胴部ブロック４の上に、上方へ向かって先細りのテーパ状に傾斜させた筒状の上部ブロック５をさらに積み上げることにより構成されており、上部ブロック５の上部周辺には、水平に配置した大径の基礎プレート６が設けられている。一方、マンホール本体３の底部には、図示しない底版が設けられ、該底版上にはインバートを形成したインバートブロック（図示せず）が設けられており、当該インバートブロックのインバートの両端部には図外の下水道管が接続され、マンホール本体３の内部に排水を流通させるようになっている。

また、マンホール本体３の上部外周囲であって、基礎プレート６上には、本発明の実施形態の特徴部分の１つであるリング状の支持枠７がマンホール本体３に対して径方向に一定の間隔を開けて配設されている。この支持枠７は、工場などで予め製造された運搬可能なコンクリート２次製品であり、マンホール本体３とは別個に形成され、埋設されたマンホール本体３の大きさなどに応じて所定の厚み、幅及び重量を有し、鉄枠の台座としての役割も具備している。しかも、支持枠７は、マンホール本体３とは独立して設けられ、マンホール本体３に対して独立性が保たれた構造となっており、支持枠７の上面は、マンホール本体３の上面とほぼ面一となる深さ位置に設置されている。なお、基礎プレート６の上面には、液状化時の水の透過を許容する透水シート８が配置されている。

さらに、支持枠７の上面には、図１に示すように、鉄蓋のマンホール蓋９を開閉可能な状態で設置する受枠１０がマンホール本体３とは結合関係なく直接載置され、周方向に一定の間隔を置いて配設する複数本のアンカーボルト１１を締付け固定することによって、緊密に取付けられている。このような受枠１０は、マンホール蓋９が設置される小径の受面部１０ａと、支持枠７の上面に固定される大径の取付面部１０ｂと、これら受面部１０ａ及び取付面部１０ｂの間に位置する傾斜面部１０ｃとによって断面略ハット形状に形成されている。すなわち、受枠１０は、その受面部１０ａ及び傾斜面部１０ｃがマンホール本体３の上面から離隔した上方位置に設けられており、受面部１０ａに設置したマンホール蓋９の上面が地表面２ａとほぼ面一となるように埋設されている。

一方、マンホール本体３の上部外周面と支持枠７の内周面との間であって、基礎プレート６上に位置するリング状の間隙Ｓには、図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）に示すように、透水性を有するシール材１２が設けられている。しかも、この透水性シール材１２が設けられる箇所の基礎プレート６には、板厚方向へ貫通する多数の貫通孔（図示せず）が設けられている。したがって、地震時に起こる液状化現象によって発生する地盤２中の水（液体）Ｗは、矢印で示すように、これら基礎プレート６の貫通孔（図示せず）及びシール材１２を通ってマンホール本体３の内部に流出することになり、マンホール本体３、支持枠７、受枠１０及びマンホール蓋９などに対して作用する水Ｗの浮力を抑制するように構成されている。
さらに、透水性シール材１２は、マンホール本体３及び支持枠７の相対的移動を可能とするものであり、マンホール本体３と支持枠７との間における有効可動域となっており、特にマンホール本体３の浮き上がりが生じても、許容量の範囲内では支持枠７及び受枠１０に影響を与えないようになっている。

また、支持枠７及び受枠１０の上部及び周囲には、図１（Ｂ）に示すように、流動性等に優れた無収縮性コンクリート１３が地表面２ａとほぼ面一になるような高さ位置まで設けられている。この無収縮性コンクリート１３は、支持枠７及び受枠１０等を設置した後、工事現場において打ち込まれるものである。そして、これら支持枠７の自重と打設された無収縮性コンクリート１３の上載荷重は、液状化時において、マンホール１の重りとして構成され、地震等により許容量以上の突き出しや浮き上がりが生じる際に、マンホール１の突き出しや浮き上がりを抑制するような機能を有している。

本発明の実施形態に係るマンホール１の突き出し及び浮上の防止構造は、まず、既設マンホール１のマンホール本体３の人孔上部を既存の切断機により所定の深さまで円形に切断し、切断した部分及び既設の鉄枠を一体撤去する。撤去完了後、人孔外周にコンクリート２次製品の支持枠７を設置すると共に、マンホール本体３の上部外周面と支持枠７の内周面との間の間隙Ｓにシール材１２を配置する（図２参照）。
次いで、支持枠７の上面に受枠１０を載置し、該受枠１０の取付面部１０ｂをアンカーボルト１１で締付け固定して取付けることにより、受枠１０と支持枠７とを緊結する。その後、支持枠７及び受枠１０の上部及び周囲に無収縮性コンクリート１３を打ち込み、所定時間にわたり養生すると共に、受枠１０の受面部１０ａにマンホール蓋９を設置すれば、マンホール１の突き出し及び浮上の防止構造が得られることになる（図１参照）。

このように本発明の実施形態に係るマンホール１の突き出し及び浮上の防止構造では、既設のマンホール本体３の人孔上部を切断し、該上部及び既設の鉄枠を撤去した後、マンホール本体３の上部周囲に別個独立のコンクリート２次製品であるリング状の支持枠７を間隔を開けて配設し、この支持枠７に受枠１０をアンカーボルト１１により緊結して固定すると共に、マンホール本体３の上部と支持枠７との間隙Ｓに透水性のシール材１２を設けており、地震等の液状化時に発生する地盤２中の水Ｗが、シール材１２を通ってマンホール本体３の内部に流出するように構成しているため、構造が簡単で、大規模な現場作業が不要であり、低コストで短時間の施工作業で迅速に設置できると共に、地盤２の液状化現象による水Ｗを円滑にかつ確実にマンホール本体３の内部に排出することが可能となり、水Ｗによってマンホール本体３、支持枠７、受枠１０、マンホール蓋９が地表面２ａ上に突き出したり浮き上がったりするのを防止することができる。しかも、本発明の防止構造では、マンホール本体３と支持枠７とが別個独立の構造であるため、地震時等において、仮にマンホール本体３が浮き上がったりしても、支持枠７等がマンホール本体３の動きに連動することはなく、許容量の範囲内であれば、支持枠７、受枠１０及びマンホール蓋９の突き出しや浮き上がりに繋がることは起こらない。

また、本発明の防止構造では、支持枠７の上部及び周囲に無収縮性コンクリート１３が打設されており、液状化現象の時に、支持枠７の自重と打設された無収縮性コンクリート１３の上載荷重が重りとなるため、仮に地震等により許容量以上の突き出しや浮き上がりが生じた場合でも、支持枠７の自重と無収縮性コンクリート１３の上載荷重によって突き出しや浮き上がりを確実に抑制することができる。さらに、本発明の防止構造では、受枠１０を断面略ハット形状に形成しているため、打設する無収縮性コンクリート１３の打ち込み量を増やことができ、マンホール１の突き出しや浮き上がりをより一層抑えることができる。しかも、受枠１０に設置するマンホール蓋９の地表面２ａにおける露出面積を小さくすることができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、本発明の防止構造は、既設のマンホール１のみならず、新たに設置するマンホールに対しても適用することができる。

本発明の実施の形態に係る突き出し及び浮上の防止構造が適用されるマンホールであって、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその縦断面図である。 受枠及びマンホール蓋を取付ける前の状態にあって、図１のマンホールを構成するマンホール本体、支持枠及びシール材であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその縦断面図である。 従来のマンホールを示す縦断面図である。

符号の説明

１ マンホール
２ 地盤
３ マンホール本体
７ 支持枠
９ マンホール蓋
１０ 受枠
１１ アンカーボルト
１２ 透水性シール材
１３ 無収縮性コンクリート
Ｓ 間隙
Ｗ 水（液体）

Claims (3)

1. 埋設されたマンホール本体の上部周囲にリング状の支持枠を間隔を開けて配設し、該支持枠にマンホール蓋が設置される受枠を取付けると共に、前記マンホール本体と前記支持枠との間隙にシール材を設け、液状化時に発生する地盤中の液体が、前記シール材を通って前記マンホール本体の内部に流出するように構成したことを特徴とするマンホールの突き出し及び浮上の防止構造。
2. 前記支持枠の上部及び周囲には、コンクリートが打設されており、液状化時において、前記支持枠の自重と前記打設されたコンクリートの上載荷重が重りとなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のマンホールの突き出し及び浮上の防止構造。
3. 前記受枠は、前記マンホール蓋が設置される受面部と、前記支持枠の上面に固定される取付面部と、これら受面部及び取付面部の間に位置する傾斜面部とによって断面略ハット形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のマンホールの突き出し及び浮上の防止構造。

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